Los científicos en el experimento de neutrinos de más extensa distancia del mundo anunciaron hoy que han observado sus primeros neutrinos. El experimento NOvA se compone de dos grandes detectores de partículas situados a 800 kilómetros de distancia, y su trabajo consiste en explorar las propiedades de un intenso haz de fantasmales partículas llamadas neutrinos. Los neutrinos son abundantes en la naturaleza, pero muy rara vez interactúan con otras materias. Su estudio podría arrojar información crucial sobre los primeros momentos del universo
Los diferentes tipos de neutrinos tienen masas diferentes, pero los científicos no saben cómo se comparan estas masas entre sí. Uno de los objetivos del experimento NOvA es determinar el orden de las masas de los neutrinos, conocido como la jerarquía de masas, lo que ayudará a los científicos a estrechar su lista de posibles teorías sobre cómo funcionan los neutrinos.
Miles de millones de estas partículas cruzan a través de la tierra cada dos segundos, apuntando a los masivos detectores. Una vez que el experimento está en pleno funcionamiento, los científicos atrapan unos pocos preciosos cada día.
Los neutrinos son partículas curiosas. Vienen en tres tipos, llamados sabores, y cambian entre ellos a medida que viajan. Los dos detectores del experimento NOvA están colocados tan lejos como para dar a los neutrinos el tiempo de oscilar de un sabor a otro mientras viajan casi a la velocidad de la luz. A pesar de que en este momento sólo una fracción del detector más grande del experimento —llamado el detector lejano— está completamente construido, lleno de centelleador y conectado con la electrónica, el experimento ya lo ha utilizado para grabar señales desde sus primeros neutrinos.
Los científicos generan un haz de partículas para el experimento NOvA usando uno de los aceleradores más grandes del mundo, ubicado en el Departamento de Energía del Fermi National Accelerator Laboratory, cerca de Chicago. Enfocan este haz en dirección de los dos detectores de partículas, uno cerca del origen en el Fermilab y el otro en Río Ceniza, Minnesota, cerca de la frontera con Canadá. El detector en Río Ceniza es operado por la Universidad de Minnesota, en virtud de un acuerdo de cooperación con de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía.
Una vez completado, los detectores cercanos y lejanos de NOvA tendrá un peso de 300 y 14.000 toneladas, respectivamente. Los equipos de trabajo instalarán el último módulo del detector lejano a principios de esta primavera y finalizarán el equipamiento con la electrónica de ambos detectores en el verano.
«Los primeros neutrinos significan que estamos en camino», dice el físico de Harvard Gary Feldman, quien ha sido co-líder del experimento desde el principio. «Nosotros empezamos a reunirnos hace más de 10 años para discutir la forma de diseñar este experimento, así que estamos ansiosos por ponernos en marcha.»
La colaboración NOvA está compuesta por 208 científicos de 38 instituciones en los Estados Unidos, Brasil, la República Checa, Grecia, India, Rusia y el Reino Unido. El experimento recibe fondos del Departamento de Energía de EE.UU., la Fundación Nacional de Ciencia y otros organismos de financiación.
El experimento NOvA tiene una duración prevista de seis años. Debido a que los neutrinos interactúan tan raras veces con la materia, los científicos esperan arapar sólo unos 5.000 neutrinos o antineutrinos durante ese tiempo. Los científicos pueden estudiar el tiempo, la dirección y la energía de las partículas que interactúan en sus detectores para determinar si provenían del Fermilab o de otro lugar.
Fermilab crea un haz de neutrinos impactando protones en un blanco de grafito, lo que libera una variedad de partículas. Los científicos utilizan imanes para dirigir las partículas cargadas que emergen de la energía de la colisión en un haz. Algunas de estas partículas se desntegran en neutrinos, y los científicos filtran los no neutrinos del haz.
El Fermilab comenzó a enviar un haz de neutrinos a través de los detectores en septiembre, después de 16 meses de trabajo de cerca de 300 personas para actualizar el complejo de aceleradores del laboratorio.
«Ver a los neutrinos en los primeros módulos del detector en Minnesota es un hito importante», dijo el físico del Fermilab Rick Tesárek, líder del proyecto adjunto de NOvA. «Ahora podemos empezar a hacer física.»
La imagen en la parte superior de la página muestra un cúmulo de galaxias en el universo primitivo que se encuentra cerca de 9.000 millones de años luz de distancia… y existió en una época cuando el universo tenía menos de 5 millones de años. Una masa medida de más de 200 trillones de soles hace que este cúmulo de galaxias sea el objeto más masivo jamás descubierto, cuando el Universo era muy joven. La abundancia de elementos de este cúmulo es consistente con la idea de que la mayoría de los elementos pesados fueron sintetizados desde el principio por las estrellas masivas, pero las teorías actuales sugieren que un grupo tan grande debe ser raro en el universo temprano.
Fuente: Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti
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